(57)【要約】    【課題】  実装後の応力の影響による周波数特性の変動を抑制することが可能な弾性表面波デバイスを提供すること。    【解決手段】  基板(10)の一方面側に設けられた弾性表面波素子(14,16)と、上記弾性表面波素子の周囲を囲むようにして上記基板の少なくとも一方面側に設けられる溝(18)と、上記弾性表面波素子の動作を制御する機能を有し、上記基板の他方面側に設けられる半導体回路(24)と、を備える弾性表面波デバイス(1)である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面側に設けられた弾性表面波素子と、
前記弾性表面波素子の周囲を囲むようにして前記基板の少なくとも一方面側に設けられる溝と、
前記弾性表面波素子の動作を制御する機能を有し、前記基板の他方面側に設けられる半導体回路と、
を備える、弾性表面波デバイス。
【請求項２】
前記溝は、テーパー状である、請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項３】
前記基板の一方面側に、前記弾性表面波素子の所定位置から前記溝の外周側に引き回すようにして設けられる電気配線を更に含み、当該電気配線を横切らせるべき位置には前記溝を設けないようにする、請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項４】
前記基板を貫通して設けられ、前記電気配線と前記半導体回路とを電気的に接続するプラグと、
前記基板の他方面側に前記プラグと接触させて設けられ、前記半導体回路と外部回路との電気的接続を図るための接続端子と、
を更に備える、請求項１に記載の弾性表面波デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の弾性表面波デバイスを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を利用したデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波デバイス（ＳＡＷデバイス）とは、圧電材料を利用し、高周波信号を弾性表面波に変換し、再度高周波信号に変換する過程において特定の周波数が選び出される現象を利用した素子である。このようなＳＡＷデバイスは、通信機器、センサ、タッチパネル等の種々の分野で利用されており、特に携帯電話に代表される移動体通信の分野においては必須といってよい存在となっている。また、近年の電子部品の集積化、実装スペースの縮小化の流れから、半導体回路とＳＡＷデバイスの複合化が進められている。例えば、特開平５−３０８１６３号公報（特許文献１）には、弾性表面波素子を含む圧電基板と半導体集積回路を含む半導体基板とを積み重ねて一体化することにより、デバイスの高集積化及び小型化を図ったＳＡＷデバイス（半導体弾性表面波複合装置）が開示されている。
【０００３】
しかし、上記の複合的なＳＡＷデバイスを他の回路基板上などに実装した際には、ＳＡＷデバイスを構成する各基板に応力がかかり、当該応力の影響によって弾性表面波素子の共振周波数等の特性に変動をきたす場合がある。かかる不都合は、ＳＡＷデバイスの実装法としてフリップチップボンディング法を採用した場合に特に顕著となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０８１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、実装後の応力の影響による周波数特性の変動を抑制することが可能な弾性表面波デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様の本発明は、基板の一方面側に設けられた弾性表面波素子と、上記弾性表面波素子の周囲を囲むようにして上記基板の少なくとも一方面側に設けられる溝と、上記基板の他方面側に設けられた半導体回路と、を備える弾性表面波デバイスである。
【０００７】
かかる構成によれば、弾性表面波素子の周囲に設けられる溝により、基板にかかる応力が緩和される。したがって、弾性表面波デバイスの実装後においても、応力の影響による周波数特性（主に共振周波数）の変動を抑制することが可能となる。
【０００８】
好ましくは、上記溝は、テーパー状である。
【０００９】
これにより、溝を通る電気配線が必要となる場合にも、当該配線を形成しやすくなる。
【００１０】
好ましくは、上記基板の一方面側に、上記弾性表面波素子の所定位置から上記溝の外周側に引き回すようにして設けられる電気配線を更に含み、当該電気配線を横切らせるべき位置には上記溝を設けないようにする。
【００１１】
これにより、電気配線を外周側へ引き回す際に電気配線を溝に沿って横断させる必要がないので、電気配線の断線等の不具合をより確実に回避することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、上記基板を貫通して設けられ、上記電気配線と上記半導体回路とを電気的に接続するプラグと、上記基板の他方面側に上記プラグと接触させて設けられ、上記半導体回路と外部回路との電気的接続を図るための接続端子と、を更に備える。
【００１３】
これにより、半導体回路側においてフリップチップボンディング法などの実装方法により外部回路と容易に接続し得る。また、弾性表面波素子側が実装面と反対側になるので、弾性波デバイスの実装後においても、弾性表面波素子の特性調整（例えば、櫛歯電極のリペア等）を容易に行うことができる利点もある。
【００１４】
第２の態様の本発明は、上述した第１の態様の本発明にかかる弾性表面波素子を備える電子機器である。ここで「電子機器」とは、電子回路等を用いて一定の機能を実現する機器一般をいい、その構成には特に限定がないが、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯型情報端末）、電子手帳など各種機器が挙げられる。
【００１５】
これにより、高品質な電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明を適用した一実施形態の弾性表面波デバイスの構造を説明する模式平面図である。また、図２は、図１に示すII−II線方向の模式断面図であり、図３は、図１に示すIII−III線方向の模式断面図である。図１〜図３に示す本実施形態の弾性表面波デバイス１は、基板１０の一方面側に弾性表面波素子、他方面側に半導体回路がそれぞれ設けられてなるものである。具体的には、弾性表面波デバイス１は、基板１０、絶縁膜１２、圧電体膜１４、電極１６、溝１８、電気配線２０、プラグ２２、半導体回路２４、接続端子（バンプ）２６を含んで構成されている。
【００１８】
基板１０は、各要素を支持するとともに、他方面側（図中の下面側）に半導体回路２４が設けられるものであり、シリコン基板、ＧａＡｓ基板、ＳｉＧｅ基板、ＳＯＩ基板などの半導体基板からなる。
【００１９】
絶縁膜１２は、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁物からなる薄膜であり、基板１０の一方面側に設けられている。
【００２０】
圧電体膜１４は、構成材料として酸化亜鉛などの圧電体を用いて、基板１０の一面側に形成されている。なお、この圧電体膜１２は、圧電性を有する構成材料であれば酸化亜鉛以外のものを用いて成膜されていてもよい。かかる構成材料としては、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、水晶、チタン酸ジルコン酸鉛などが挙げられる。
【００２１】
電極１６は、櫛歯状の平面形状を有する弾性表面波発生用の電極であり、アルミニウム等の導電性材料を用いて圧電体膜１４の上側に設けられている。図１に示す例では電極１６の例として一般的な１ポート共振子が示されているが、他の構造（例えば、２ポート共振子、ラダー型フィルタ等）であってもよい。なお、この電極１６と、当該電極１６の周辺に存在する圧電体膜１４とを含んで弾性表面波素子が構成されている。
【００２２】
溝１８は、上記の弾性表面波素子の周囲を囲むようにして基板１０の一方面側に設けられている。この溝１８は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて形成されるものである。例えば、本実施形態では、基板１０、絶縁膜１２、圧電体膜１４の全体の厚さを１００μｍ程度とし、溝１８の深さを５０μｍ程度かそれ以下としている。また、図２に示すように本実施形態では、溝１８は、その断面形状がテーパー状となるように形成されている。本実施形態のように溝１８を基板１０の一方面側にのみ設ける場合には、基板１０の他方面側において半導体回路２４の形成に利用できる領域の面積をより大きく確保できる利点がある。
【００２３】
電気配線２０は、基板１０の一方面側に、弾性表面波素子の所定位置（電極１６の所定位置）から溝１８の外周側に引き回すようにして設けられている。この電気配線２０は、電極１６とプラグ２２とを電気的に接続するためのものであり、アルミニウム等の導電性材料を用いて形成されている。また、図１及び図３に示すように本実施形態では、この電気配線２０を横切らせるべき位置には溝１８が設けられていない。これにより、当該位置においても電気配線２０の形成面が平坦になり、断線等の不具合を生じにくくなる。
【００２４】
プラグ２２は、基板１０を貫通して設けられ、電気配線２０と半導体回路２４とを電気的に接続する機能を担う。このプラグ２２は、基板１０に貫通孔を設け、当該貫通孔内にタングステン等の導電性材料を充填することによって形成される。
【００２５】
半導体回路２４は、半導体基板からなる基板１０の他方面側の表面近傍に設けられており、弾性表面波素子の動作を制御する機能を有する。各図では簡略化して示されているが、実際には当該半導体回路２４には、複数のトランジスタ素子やその他の回路素子（抵抗、コンデンサ等）が含まれている。
【００２６】
接続端子２６は、基板１０の他方面側にプラグ２２と接触させて設けられ、半導体回路２４と外部回路との電気的接続を図るために用いられる。例えば、この接続端子２６を介して、弾性表面波デバイス１が他の回路基板等にフリップチップボンディング法によって実装される。
【００２７】
このように本実施形態によれば、弾性表面波素子の周囲に設けられる溝１８により、基板１０にかかる応力が緩和される。したがって、弾性表面波デバイス１の実装後においても、応力の影響による周波数特性（主に共振周波数）の変動を抑制することが可能となる。
【００２８】
上述した本実施形態にかかる弾性表面波素子は、各種の電子機器に適用することができる。次に、本実施形態にかかる弾性表面波素子を備える電子機器の例について説明する。
【００２９】
図４は、弾性表面波素子を備える電子機器の一例を示す斜視図である。図４では電子機器の一例としてパーソナルコンピュータが示されている。図４に示すノート型パーソナルコンピュータ１００は、キーボード１０１を有する本体部１０２と、表示パネル１０３とを備えて構成されている。本実施形態にかかる弾性表面波素子は、フィルター、共振器、基準クロック等の構成要素としてパーソナルコンピュータ１００の本体部１０２の内部に含まれて用いられる。なお、本実施形態にかかる弾性表面波素子は、上記のパーソナルコンピュータ以外にも、携帯電話機を始めとしてカーナビゲーション装置、電子手帳、電子ゲーム機器など種々の電子機器に用いることが可能である。
【００３０】
なお、本発明は上述した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【００３１】
例えば、上述した実施形態では弾性表面波素子の構成要素である電極の一例として櫛歯型電極を用いた場合について説明したが、電極の形状はこれに限定されるものではなく、他の形状（例えば、円形など）であってもよい。
【００３２】
また、上述した実施形態では、溝１８は基板１０の一方面側にのみ設けられていたが、この溝１８は基板１０の他方面側に設けられていてもよく、一方面側及び他方面側の双方に設けられていてもよい。
【００３３】
また、上述した実施形態では、電気配線２０を横切らせるべき位置には溝１８を設けないようにしていたが、このような処置をせずに、電気配線２０を溝１８の内壁に沿って横切らせるようにしてもよい。この場合においては、上述した実施形態に示したように溝１８をテーパー状に形成しておくことにより、当該溝１８の内側に電気配線を形成しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一実施形態の弾性表面波素子の構造を説明する模式平面図である。
【図２】図１に示すII−II線方向の模式断面図である。
【図３】図１に示すIII−III線方向の模式断面図である。
【図４】電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…弾性表面波デバイス、１０…基板、１２…絶縁膜、１４…圧電体膜、１６…電極、１８…溝、２０…電気配線、２２…プラグ、２４…半導体回路、２６…接続端子（バンプ）
【図１】
2006311218.tif 000003
【図２】
2006311218.tif 000004
【図３】
2006311218.tif 000005
【図４】
2006311218.tif 000006